Vuorovesivoima

Wikipedia

Vuorovesivoima syntyy suurta taivaankappaletta kiertävään satelliittiin. Keskuskappale kohdistaa erisuuruisen painovoiman eri puolille kappaletta. Kauempana keskuskappaleesta olevalla satelliitin puolella painovoima on pieni ja lähempänä olevalla puolella painovoima on ainakin hivenen suurempi. Myös satelliitin rataliikkeen keskipakoisvoima on suurempi satelliitin kauemmaisella puolella, ja painovoimaa pienempi satelliitin lähemmäisellä puolella. Kappaleen massakeskipisteessä liikekeskuksen vetovoima on yhtä vahva kun rataliikkeen keskipakoisvoima; liikekeskuksen lähellä vetovoima on suurempi, kauempana siitä keskipakoisvoima on suurempi.

Sisällysluettelo 1 Vuorovesivoiman laskukaava 2 Vuorovesivoima Maan pinnalla 3 Painovoimapotentiaali 4 Vuorovesivoima kuiden ja tähtien lähistöllä 5 Vuorovesi sähköntuotannossa 6 Lähteet

[muokkaa] Vuorovesivoiman laskukaava

Melko tarkka likiarvokaava vuorovesivoimalle:

• Ft vuorovesivoima
• G gravitaatiovakio
• M keskuskappaleen massa
• m satelliitin massa
• R keskuskappaleen ja satelliitin välinen etäisyys
• r satelliitin säde

[muokkaa] Vuorovesivoima Maan pinnalla

Esimerkiksi Maan pinnalla Kuun aiheuttama vuorovesivoiman suunta on ylöspäin pisteessä, jossa Kuu on zeniitissä; samoin vastapisteessä, jossa Kuu on nadiirissa. Siinä, missä Kuu on horisontissa, vuorovesivoiman suunta on alaspäin; voiman vahvuus on vain puolet siitä, mitä edellä mainituissa pisteissä.

[muokkaa] Painovoimapotentiaali

Karkeasti sanoen vuorovesivoima heikkenee suhteessa kappaleiden välimatkan kolmanteen potenssiin. Painovoimakenttää kuvataan usein potentiaalin avulla; tässä tapauksessa käytettävä potentiaali koostuu liikekeskuksen painovoimapotentiaalista ja liikeradan keskipakoisvoiman potentiaalista. Tämän lisäksi itse kappaleen rotaatio voi vielä aiheuttaa oman keskipakoispotentiaalin. Nyt painovoima on tämän potentiaalin gradientti eli derivaattojen vektori kolmen paikkakoordinaatin mukaa. Vuorovesivoima on taas tämän painovoimavektorin vaihtelu paikan mukaan. Usein se kuvataan ns. painovoimagradienttitensorin eli Marussi-tensorin avulla, jossa on elementteinä painovoimapotentiaalin kaikki toiset paikkaderivaatat.

[muokkaa] Vuorovesivoima kuiden ja tähtien lähistöllä

Usein planeettojen kuihin vaikuttaa vahva vuorovesivoima. Maan Kuu on sen seurauksena venynyt Maan suuntaan rugby-pallon tapaan. Jupiterin Io-kuun tapauksessa vuorovesivoimat aiheuttavat kuun jatkuvaa deformointia ja aktiivista tulivuoritoimintaa.

On laskettu, että jos kuun ja planeetan tiheydet ovat samoja, vuorovesivoimat voittavat kuun oman vetovoiman ja kuu hajoaa kappaleiksi, jos sen etäisyys planeettaan on pienempi kuin 2,44 kertaa planeetan säde. Tätä kutsutaan Rochen rajaksi. Saturnuksen rengasjärjestelmän arvellaan syntyneen tällä tavoin. Vuorovesivoimat myös pysäyttävät kappaleiden pyörimisiä suhteellisesti hyvinkin kaukana kappaleesta. Ilmiötä sanotaan vuorovesilukkiutumiseksi.

[muokkaa] Vuorovesi sähköntuotannossa

BWEA:n mukaan Britannian vuorovesipotentiaali on 34 % käytetystä sähköstä.^[1] Britannian suurimman joen, Severnin suistoon suunnitellaan vuorovesivoimalaa, joka tuottaisi 17 TWh sähköä vuodessa, eli 4,4 % Britannian sähköstä täysin ilman hiilidioksidipäästöjä. Voimalan hinta olisi 21 miljardia euroa. Voimalan muodostaisi 16 km:n pituinen pato, jonka turbiinikanavien läpi vesi virtaisi vuoroveden voimasta. Hanketta on ehdottanut Britannian hallituksen kestävän kehityksen hankkeita pohtiva asiantuntijaelin Sustainable Development Commission eli SDC. Pato edellyttäisi vaihtoehtoisia elinympäristöjä varsinkin alueen linnustolle, koska pato muuttaisi suiston olosuhteita rajusti. Hanketta kritisoineet ympäristöjärjestöt ehdottavat ratkaisuksi rakennettuja vuorovesilaguuneja. Voimalan pitää joka tapauksessa täyttää tiukat ympäristönsuojelulliset ehdot. Hinta olisi 21 miljardia euroa. SDC pitää tärkeänä, että voimala olisi julkisessa omistuksessa. ^[2]

[muokkaa] Lähteet

1. ↑ Marine Renewable Energy BWEA
2. ↑ Britanniaan suunnitteilla valtava vuorovesivoimala YLE 2.10.2007